CN109316313A - 外骨骼机器人及其腿部伸缩连接组件 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种外骨骼机器人及其腿部伸缩连接组件，该腿部伸缩连接组件包括：相互套接的第一连接件和第二连接件，第一连接件和第二连接件均部分设置为中空；第一连接件的侧壁上开设有第一定位孔和第一走线孔，第二连接件的侧壁上开设有第二定位孔和第二走线孔；第一定位孔与第二定位孔中至少一者的数量为多个，以使第一连接件和第二连接件的相对位置可调；第一走线孔和第二走线孔用于走线。通过在第一连接件上设置与内部导通的第一走线孔，在第二连接件上设置与内部导通的第二走线孔，可以将外骨骼机器人的控制线缆收容在腿部伸缩连接组件的内部，以保护线缆。

Description

外骨骼机器人及其腿部伸缩连接组件

技术领域

本发明涉及康复机器人技术领域，具体涉及一种外骨骼机器人及其腿部伸缩连接组件。

背景技术

目前康复机器人主要有两种：辅助型康复机器人和康复训练机器人。辅助型康复机器人主要是帮助肢体运动由困难的患者完成各种动作，该类产品有机器人轮椅、机器人外骨骼等。康复训练机器人主要用于帮助患者完成各种运动功能的恢复训练。康复机器人按照驱动方式进行划分，可以分为液压驱动、气压驱动和电气驱动三种。以上三种驱动方式均存在有外露的管道或者线缆，暴露在外的管道或者线缆不仅容易损坏，而且也使得外骨骼机器人的外观凌乱，不美观。

发明内容

本发明提供一种外骨骼机器人及其腿部伸缩连接组件，以解决现有技术中外骨骼机器人线缆外露、容易损坏的技术问题。

为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种腿部伸缩连接组件，包括：第一连接件和第二连接件，所述第一连接件和所述第二连接件均部分设置为中空，所述第一连接件与所述第二连接件套接；所述第一连接件的侧壁上开设有第一定位孔和第一走线孔，所述第二连接件的侧壁上开设有第二定位孔和第二走线孔；所述第一定位孔与所述第二定位孔中至少一者的数量为多个，以使所述第一连接件和所述第二连接件的相对位置可调；所述第一走线孔和所述第二走线孔用于走线。

为解决上述技术问题，本发明采用的另一个技术方案是：提供一种外骨骼机器人，包括如前文所述的腿部伸缩连接组件和通用关节模组，所述腿部伸缩连接组件用于连接相邻所述通用关节模组。

本发明的有益效果是：区别于现有技术的情况，本发明提供的腿部伸缩连接组件由第一连接件和第二连接件套接形成，第一连接件和第二连接件均部分设置为中空，且在第一连接件和第二连接件的侧壁上分别开设有与内部连通的第一走线孔和第二走线孔，该第一走线孔和第二走线孔用于走线，以使外骨骼机器人的控制线缆可以收容在腿部伸缩连接组件内部，进而保护线缆，且可以使得腿部伸缩连接组件的外观整洁、美观。

附图说明

为了更清楚地说明发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的情况下，还可以根据这些附图获得其它的附图，其中：

图1是本发明一实施例提供的关节限位组件的立体结构示意图；

图2是本发明一实施例提供的关节限位组件的平面结构示意图；

图3是本发明一实施例提供的通用关节模组的立体结构示意图；

图4是本发明一实施例提供的通用关节模组的分解结构示意图；

图5是本发明一实施例提供的外骨骼机器人的立体结构示意图；

图6是图5中所示的外骨骼机器人的分解结构示意图；

图7是图5中所示的外骨骼机器人的右视图；

图8是图5中所示的外骨骼机器人的后视图；

图9是图6中所示的腰部支撑旋转件的立体结构示意图；

图10是图6中所示的小腿伸缩连接组件的分解结构示意图；

图11是图10中所示的小腿伸缩连接组件的分解结构在另一状态下的示意图；

图12是图6中所示的控制箱组件的分解结构示意图；

图13是图6中所示的足部装置的分解结构示意图；

图14是图6中所示的小腿绑带组件的分解结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动情况下所获得的所有其他实施例，均属于本发明保护的范围。

需要说明，若本发明实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，若本发明实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

请参阅图1，图1是本发明一实施例提供的关节限位组件的立体结构示意图。

如图1所示，本发明提供一种关节限位组件10，该关节限位组件10包括主体板12和弧形限位凸筋14。其中，主体板12与弧形限位凸筋14一体成型，弧形限位凸筋14设置在主体板12的周沿上，该弧形限位凸筋14用于限制与关节限位组件10相连接的其它组件的转动范围。本发明通过设置一体成型的关节限位组件10，使得外骨骼机器人的限位结构新颖，零件加工难度小且体积较小、装配便捷。

具体而言，请一并参阅图2，图2是本发明一实施例提供的关节限位组件的平面结构示意图。

在本实施例中，主体板12为圆形，弧形限位凸筋14自主体板12的端面凸出设置于主体板12上，且环绕在圆形主体板12的周沿上。圆形主体板12的圆心与弧形限位凸筋14的圆心重合，弧形限位凸筋14的两端连线所形成的弦具有预设圆心角，如图2中所示的θ。当关节限位组件10与其它组件装配后，当其它组件旋转时，弧形限位凸筋14的两端将对其它组件进行限位，使得其它组件的旋转角度小于等于该预设圆心角。即，关节限位组件10使得其它组件的旋转角度小于等于θ。

其中，由于不同关节需要旋转的角度不同，因而，为了使该关节限位组件10可以适用于人体的各个旋转关节，预设圆心角的大小也可以根据需求灵活设置，以提升关节限位组件10的通用性。例如，该预设圆心角的大小可以为40°-50°、50°-60°、55°-65°、100°-120°或110°-120°。

例如，在图2所示的实施例中，该关节限位组件10的预设圆心角为110°。在其它实施例中，该关节限位组件10的预设圆心角还可以为42°、45°、48°、53°、55°、58°、60°、62°、110°、115°或118°等，本发明不一一列举。

其中，弧形限位凸筋14可以连续设置在主体板12的周沿上，也可以分段设置，本申请不做具体限定。例如，弧形限位凸筋14可以分为两段，两段之间断开，以在两段弧形限位凸筋14之间形成两个预设圆心角。本实施例中的弧形限位凸筋14连续设置，以提升关节限位组件10与其它元件的连接强度。

进一步地，如图1所示，在主体板12上开设有第一轴向孔122，该第一轴向孔122用于在主体板12上固定其它元件。其中，第一轴向孔122环绕主体板12的中心设置，即第一轴向孔122距离主体板12的中心的距离相等，以使主体板12与其它元件连接时受力均匀，提升连接强度。

在弧形限位凸筋14上开设有第二轴向孔142，该第二轴向孔142用于将关节限位组件10与其它元件连接。通过在弧形限位凸筋14上设置第二轴向孔142，可以提升关节限位组件10的连接强度。

可选地，第一轴向孔122和/或第二轴向孔142为沉头孔，通过在关节限位组件10上设置沉头孔，一方面可以将连接螺钉下沉，减小体积的同时使得产品外形更加美观；另一方面可以降低关节限位组件10的表面加工精度要求。

进一步地，在弧形限位凸筋14上还开设有径向贯穿弧形限位凸筋14的走线槽144。该走线槽144用于走线以用于为通用关节模组中的元件供电。

可选地，在弧形限位凸筋14的周沿上还开设有避让槽146，该避让槽146用于在将关节限位组件10与其它元件连接形成通用关节模组时，避让通用关节模组中的其它元件，以使得通用关节模组的结构更加紧凑，体积更小。

请参阅图3和图4，本发明另一方面还提供一种通用关节模组20。该通用关节模组20包括旋转组件22和关节限位组件10。旋转组件22包括限位连接部2242，该限位连接部2242用于将所述通用关节模组20与外部元件连接。限位连接部2242活动性设置于弧形限位凸筋14的两端之间，以通过弧形限位凸筋14对限位连接部2242进行旋转限位。即，使限位连接部2242仅能在预设圆心角的范围内运动。

其中，关节限位组件10的结构与上述实施例中的关节限位组件10的结构相同，请参照上述实施例中的描述，此处不再赘述。

如图4所示，本实施例中的旋转组件22包括电机221、关节固定件222、减速器223以及关节转动件224。其中，电机221和减速器223分别位于关节固定件222的相对两侧，且与关节固定件222固定连接。电机221的输出轴穿设伸出关节固定件222上的中心孔，并与减速器223的输入端连接，减速器223的输出端与关节转动件224连接。电机221驱动减速器223旋转，减速器223通过减速增距原理增大传递至关节转动件224的转矩，并降低关节转动件224的转速。

其中，关节固定件222上设置有固定连接部2224，在固定连接部2224的端面上凸出设置有两块平行间隔设置的第一连接板2226，且在两块第一连接板2226上设置有同轴的第一通孔2268，以通过螺钉将固定连接部2224与其它组件装配固定。

限位连接部2242设置在关节转动件224上，且限位连接部2242包括两块平行间隔设置的第二连接板2244，在两块第二连接板2244上设置有同轴的第二通孔2246，以通过螺钉将限位连接部2242与其它组件装配固定。

其中，第一通孔2268和第二通孔2246的数量可以有多组，本申请不做具体限定。在本实施例中，第一通孔2268和第二通孔2246的数量均有4组，以使得连接时受力均匀。

进一步地，如图4所示，关节转动件224还包括转动盘2248，该转动盘2248与限位连接部2242一体成型。转动盘2248呈圆形，限位连接部2242设置在转动盘2248的圆弧形曲面上。

转动盘2248与减速器223的输出端连接，以随减速器223的输出端的转动而转动。关节限位组件10通过设置在弧形限位凸筋14上的第二轴向孔142与减速器223连接，关节转动件224夹设在减速器223与关节限位组件10之间，且与减速器223和关节限位组件10同轴设置。

其中，主体板12的直径大于转动盘2248的直径，且小于关节转动件224的最大尺寸。以使转动盘2248可以在关节限位组件10内转动，而限位连接部2242伸出主体板12，并在弧形限位凸筋14的限制下转动。

其中，通用关节模组20还可以包括例如电机驱动器225、电机外壳226、连轴套227、编码器228等其他元件。电机驱动器225固定在关节固定件222上，电机外壳226罩设在电机221上，以保护电机221。连轴套227设置在关节固定件222与减速器223之间，用于将电机221的输出轴与减速器223的输入端连接。编码器228通过螺钉与第一轴向孔122的连接而固定在关节限位组件10上。

请参阅图5和图6，本发明还提供一种外骨骼机器人100，该外骨骼机器人100包括通用关节模组20和腿部伸缩连接组件50。其中，腿部伸缩连接组件50设置在相邻通用关节模组20之间，用于将相邻通用关节模组20连接以形成外骨骼机器人100。

具体地，通用关节模组20具体可以包括第一髋关节模组23、第二髋关节模组24、膝关节模组25、第一踝关节模组26以及第二踝关节模组27。其中，第一髋关节模组23、第二髋关节模组24、膝关节模组25、第一踝关节模组26以及第二踝关节模组27的整体结构大体相同，请参照上述实施例中的通用关节模组20的描述，各关节模组的区别在于限位关节组件10的预设圆心角的角度不同。

其中，第一髋关节模组23的预设圆心角为110°-120°，膝关节模组25的预设圆心角为100°-120°，第一踝关节模组26的预设圆心角为50°-60°。

具体地，在本实施例中，如图7所示，假设竖直方向为临界线(0°线)，第一髋关节模组23固定后，其弧形限位凸筋14的两端距离临界线的角度分别为90°和25°，由此第一髋关节模组23的预设圆心角为115°。膝关节模组25固定后，其弧形限位凸筋14的两端距离临界线的角度分别为0°和110°，由此，膝关节模组25的预设圆心角为110°。第一踝关节模组26固定后，其弧形限位凸筋14的两端距离临界线的角度分别为60°和115°，由此，第一踝关节模组26的预设圆心角为55°。

其中，第二髋关节模组24的预设圆心角为55°-65°，第二踝关节模组27的预设圆心角为40°-50°。

具体地，在本实施例中，如图8所示，假设竖直方向为临界线(0°线)，第二髋关节模组24固定后，其弧形限位凸筋14的两端距离临界线的角度分别为60°和120°，由此，第二髋关节模组24的预设圆心角为60°。第二踝关节模组27固定后，其弧形限位凸筋14的两端距离临界线的角度分别为15°和30°，由此，第二踝关节模组27的预设圆心角为45°。

当然，在其他实施例中，还可以根据实际灵活设置第一髋关节模组23、第二髋关节模组24、膝关节模组25、第一踝关节模组26以及第二踝关节模组27的预设圆心角的大小，本发明不一一赘述。

其中，第一髋关节模组23、膝关节模组25以及第一踝关节模组26的固定连接部2224和限位连接部2242的结构与前文描述的通用关节模组的固定连接部2224和限位连接部2242的结构相同，此处不再赘述。

第二髋关节模组24和第二踝关节模组27的固定连接部2224和限位连接部2242的结构与前文所述的通用关节模组20的固定连接部2224和限位连接部2242的结构不同，以下着重对第二髋关节模组24和第二踝关节模组27的固定连接部2224和限位连接部2242的不同之处进行详细说明。

请参阅图6，第二髋关节模组24的固定连接部2224的远离限位连接部2242的端面上形成有第一螺钉孔242，以通过螺钉将两个第二髋关节模组24的固定连接部2224的端面连接在一起。在第二髋关节模组24的固定连接部2224的靠近第一髋关节模组23的表面上形成有第二螺钉孔244，该第二螺钉孔244用于固定安装其他组件。例如，在本实施例中，用于安装固定控制箱组件。

第二髋关节模组24的限位连接部2242的靠近第一髋关节模组23的表面上形成有第三螺钉孔246，该第三螺钉孔246均匀的分布在限位连接部2242的靠近第一髋关节模组23的表面上。第三螺钉孔246的数量和分布位置本申请不做具体限定。在本实施例中，第三螺钉孔246的数量有四个，且四个第三螺钉孔246分布在限位连接部2242的表面的边角处。

进一步地，在限位连接部2242的靠近第一髋关节模组23的表面上还形成有用于匹配定位的第一插槽或第一插键，以用于在将其他元件与第二髋关节模组24进行连接时匹配定位。

其中，第一插键或第一插槽的数量可以根据限位连接部2242的靠近第一髋关节模组23的表面的表面积灵活选择。例如，当限位连接部2242的靠近第一髋关节模组23的表面的表面积较大时，可以设置多个第一插槽或第一插键。当限位连接部2242的靠近第一髋关节模组23的表面的表面积较小时，可以仅设置一个第一插槽或第一插键。

如图6所示，在本实施例中，在限位连接部2242上形成的是第一插键248，且第一插键248的长度方向与第一髋关节模组23的轴线平行。设置第一插键248的长度方向与第一髋关节模组23的轴线平行，一方面可以用于匹配定位，另一方面也可以对其他元件提供竖直方向上的支撑力。

如图6所示，第二踝关节模组27的固定连接部2224的靠近第一踝关节模组26的表面上形成有第四螺钉孔272，以通过螺钉将第二踝关节模组27与其他元件连接。

其中，第四螺钉孔272均匀分布在固定连接部2224的靠近第一踝关节模组26的表面上，以使得连接时受力均匀。在申请不对第四螺钉孔272的数量进行具体限定。

进一步地，在第二踝关节模组27的固定连接部2224的靠近第一踝关节模组26的表面上形成有用于匹配定位的第二插键或第二插槽，以用于在将其他元件与第二踝关节模组27进行连接时匹配定位。

其中，第二插键或第二插槽的数量可以根据固定连接部2224的靠近第一踝关节模组26的表面的表面积灵活选择。例如，当固定连接部2224的靠近第一踝关节模组26的表面的表面积较大时，可以设置多个第二插槽或第二插键。当固定连接部2224的靠近第一踝关节模组26的表面的表面积较小时，可以仅设置一个第二插槽或第二插键。

如图6所示，在本实施中，在固定连接部2224上形成有三排第四螺钉孔272，且在每相邻排第四螺钉孔272中间设置有一条与第一踝关节模组26的轴线平行的第二插键274。设置第二插键274的长度方向与第一踝关节模组26的轴线平行，一方面可以用于匹配定位，另一方面也可以对其他元件提供竖直方向上的支撑力。

其中，第二踝关节模组27的限位连接部2242的结构与通用关节模组20的限位连接部2242的结构相同，请参照前文中通用关节模组20的描述。

请参阅图6、图9和图10，外骨骼机器人100还包括腰部支撑旋转件30和足部支撑旋转件40。其中，腰部支撑旋转件30设置在第一髋关节模组23和第二髋关节模组24之间，用于将第一髋关节模组23和第二髋关节模组24连接。足部支撑旋转件40设置在第一踝关节模组26和第二踝关节模组27之间，用于将第一踝关节模组26和第二踝关节模组27连接。

如图9所示，腰部支撑旋转件30包括：第一连接部32、第二连接部34以及转接部36。其中，第一连接部32与第二连接部34所在的平面相互垂直，第一连接部32和第二连接部34分别位于转接部36的两端，用于与外部元件进行连接。

具体地，在本实施例中，如图4、图6和图9所示，第一连接部32用于与第一髋关节模组23连接，第二连接部34用于与第二髋关节模组24连接。在第一连接部32上设置有第三通孔322，该第三通孔322与第一髋关节模组23上的固定连接部2224上的第一通孔2268对应设置，以通过螺栓将第一连接部32与第一髋关节模组23连接。

第二连接部34上设置有第四通孔342，该第四通孔342与第二髋关节模组24上的限位连接部2242上的第三螺钉孔246对应设置，以通过螺栓将第二连接部34与第二髋关节模组24连接。

其中，在本实施例中，第四通孔342的数量大于限位连接部2242上的第三螺钉孔246的数量，以使第二连接部34在第二髋关节模组24上的位置可调，进而使得外骨骼机器人100可以适用于不同体型的使用者。

进一步地，在第二连接部34与第二髋关节组件24的接触面上设置有用于配合定位的第一插槽或第一插键，该第一插槽或第一插键用于与第二髋关节模组24上的限位连接部2242上的第一插键或第一插槽配合，以用于在连接时对腰部支撑旋转件30和第二髋关节模组24进行定位。

具体地，当在第二连接部34上设置第一插键时，在第二髋关节模组24的限位连接部2242的靠近第一髋关节模组23的表面上形成第一插槽。当在第二连接部34上设置第一插槽时，在第二髋关节模组24的限位连接部2242的靠近第一髋关节模组23的表面上形成第一插键。在本实施例中，如图6和图9所示，在限位连接部上形成的是第一插键248，在第二连接部34上形成的是第一插槽344。

请参阅图6，足部支撑旋转件40的结构与腰部支撑旋转件30的结构大体相同，用于将第一踝关节模组26与第二踝关节模组27连接。足部支撑旋转件40的结构请参照腰部支撑旋转件30的结构，此处不再赘述。

请参阅图5，腿部伸缩连接组件50包括大腿伸缩连接组件52和小腿伸缩连接组件54。其中，大腿伸缩连接组件52和小腿伸缩连接组件54的大体结构相同，以下仅对小腿伸缩连接组件54的结构进行详细说明，大腿伸缩连接组件52的结构本申请不再赘述。

具体地，如图10所示，小腿伸缩连接组件54可以包括第一连接件542和第二连接件544。第一连接件542和第二连接件544均部分设置为中空，以使得第一连接件542与第二连接件544套接。

具体地，在本实施例中，第一连接件542的尺寸大于第二连接件544的尺寸，以使第二连接件544套接在第一连接件542内。当然，在其它实施例中，第一连接件542的尺寸也可以小于第二连接件544的尺寸，以使第一连接件542套接在第二连接件544内。

其中，在第一连接件542的侧壁上开设有第一定位孔543和第一走线孔548，在第二连接件544的侧壁上开设有第二定位孔545和第二走线孔549，第一定位孔543与第二定位孔545相匹配，以通过螺栓将第一连接件542和第二连接件544进行连接固定。第一走线孔548和第二走线孔549用于走线。

第一定位孔543和第二定位孔545中至少一者的数量可以有多个，且第一定位孔543的数量与第二定位孔545的数量可以相等，也可以不等。通过设置多个第一定位孔543和多个第二定位孔545，可以根据需要灵活选择适当位置和数量的第一定位孔543和第二定位孔545进行连接固定，以使第一连接件542和第二连接件544的相对位置可调，进而使得腿部伸缩连接组件50的长度可调。

其中，第一走线孔548与第一连接件542的内部导通，第二走线孔549与第二连接件544的内部导通。通过设置第一走线孔548和第二走线孔549，可以将外骨骼机器人100的控制线缆布设在腿部伸缩连接组件50的内部，以保护线缆。同时也可以使得外骨骼机器人100的外形更加整洁美观。

其中，在本实施例中，第一连接件542在垂直于第一连接件542与第二连接件544的套接方向上的横截面为矩形。第二连接件544在垂直于第一连接件542与第二连接件544的套接方向上的横截面为圆形，以增强结构强度。

进一步地，在本实施例中，在第一连接件542与第二连接件544连接的一侧开设有贯穿第一连接件542的侧壁的切槽546，切槽546用于在第二连接件544插入第一连接件542中后通过锁紧件将切槽546锁紧，以增强第一连接件542与第二连接件544的连接强度。

具体地，为了便于将第二连接件544插入第一连接件542，在第一连接件542的侧壁上开设切槽546，以使第一连接件542与第二连接件544连接一端的开口尺寸大于第二连接件544的尺寸。在将第二连接件544插入第一连接件542中后，通过螺栓将第一定位孔543与第二定位孔545连接定位，并利用锁紧件将切槽546锁紧，此时，第一连接件542上开口的尺寸减小，使得第一连接件542锁紧在第二连接件544外表面，以增强第一连接件542与第二连接件544的连接强度。

如图10和图11所示，在本实施例中，在第一连接件542靠近第二连接件544的端部凸出设置有凸起部541，且在凸起部541上开设有与凸起部541的凸出延伸方向垂直的连接孔5411，切槽546形成在凸起部541上。即，在凸起部541上开设有与第一连接件542的内部连通的切槽546。

其中，连接孔5411的轴向与切槽546垂直，连接孔5411用于接收锁紧件旋入而将切槽546锁紧，进而固定第二连接件544。

可选地，切槽546形成在凸起部541的中间位置，以使得第一连接件542在将第二连接件544连接固定时，凸起部541两端的受力均匀，使得连接更加稳定。

进一步地，如图10和图11所示，在第一连接件542和第二连接件544的相互背离的一端分别设置有第一外接部5422和第二外接部5442。该第一外接部5422和第二外接部5442均用于将腿部伸缩连接组件50与外部元件连接。

其中，在本实施例中，第一外接部5422和第二外接部5442所在的平面相互平行，以使输入腿部伸缩连接组件50的力的方向与输出的力的方向相互平行。当然，在其它实施例中，如果需要设置输入腿部伸缩连接组件50的力的方向与输出的力的方向相互垂直，则相应的设置第一外接部5422和第二外接部5442所在的平面相互垂直。

其中，第一外接部5422和第二外接部5442在平行于第一连接件542和第二连接件544的套接方向上的截面形状可以为燕尾形、矩形、三角形或梯形等形状。本申请不做具体限定。如图10所示，在本实施例中，第一外接部5422的截面形状为矩形，第二外接部5442的截面形状为梯形。设置梯形的第二外接部5442可以增大第二外接部5442和与第二外接部5442连接的元件的接触面积，从而使得连接更加稳定。

进一步地，在第一外接部5422和第二外接部5442上还开设有安装孔(5424，5444)，用于将第一外接部5422和第二外接部5442与外部元件连接。安装孔(5424，5444)分别均匀分布在第一外接部5422和第二外接部5442上，以使得第一外接部5422和第二外接部5442在与外部元件连接时受力均匀。

可选地，在第一连接件542的外侧壁上还设置有多个固定孔5426，该多个固定孔5426用于固定外部元件，例如腿部绑带等。固定孔5426可以根据需要设置在第一连接件542的一个侧壁上，也可以在所有侧壁上均设置固定孔5426。同样地，固定孔5426的数量也可以根据需要灵活选择，本申请实施例不做具体限定。

可选地，如图10所示，在本实施例中，第一定位孔543为沉头孔。将第一定位孔543设置成沉头孔一方面可以降低第一连接件542的表面加工质量，另一方面也可以将第一连接件542和第二连接件544的连接螺钉下沉，避免将连接螺钉暴露在外影响美观。

请继续参阅图5和图6，外骨骼机器人100还包括控制箱组件60。控制箱组件60与第二髋关节模组24连接，用于实现外骨骼机器人100的运动控制。

具体而言，如图6和图11所示，控制箱组件60包括腰部固定板61、电脑62、电池63以及外壳64。其中，腰部固定板61上开设有第五螺钉孔612，该第五螺钉孔612用于与第二髋关节模组24上的固定连接部2224上的第二螺钉孔244连接。电池63与电脑62通过夹设在电池63和电脑62之间的电路板67电连接，用于为电脑62供电。电脑62用于接收和处理反馈信号，并进一步输出控制命令。电池63和电脑62共同收容于外壳64和腰部固定板61围成的容纳腔内，外壳64上还设置有显示屏65和控制组件。控制组件可以包括电源按钮662、急停按钮664、电流显示器666以及充电插头668等。

请继续参阅图5和图6，外骨骼机器人100还包括可伸缩腰部绑带70和足部装置80。可伸缩腰部绑带70固定在控制箱组件60上，用于可伸缩的固定在使用者的腰部，以适用于不同体型的使用者。

足部装置80与第二踝关节模组27连接，具体地，与第二踝关节模组27的限位连接部2242连接，以跟随第二踝关节模组27的转动而运动。

其中，在足部装置80内还设置有足底压力检测模块，用于检测人体足底压力分布，进而计算外骨骼机器人100的零力矩点，并实现外骨骼机器人100的自主平衡的功能，实现使用者的自主行走。

具体地，请参阅图12，足部装置80包括依次设置的上底板防滑垫81、上底板82、压力传感器83、中部缓冲垫84、压力弹簧85、下底板86、滑动定位轴螺帽87以及下底板防滑垫88。

其中，上底板防滑垫81通过粘合剂固定在上底板82上。该上底板防滑垫81可以利用橡胶等摩擦系数较大的材质制成，且可以在上底板防滑垫81的远离上底板82的表面上形成多个波纹凸起，以进一步增大上底板防滑垫81的摩擦系数。

在上底板82的边沿设置有用于与第二踝关节模组27的限位连接部2242连接的连接件822，在该连接件822上开设有多个均匀分布的第五通孔824，以使连接时受力均匀。在上底板82的侧边还开设有第六螺钉孔826，该第六螺钉孔826用于固定足部绑带。

在上底板82中间开设有多个沉头孔，以用于组件装配。在上底板82靠近上底板防滑垫81的一侧表面上还开设有多个长槽828，以用于走线。在上底板82的远离上底板防滑垫81的一侧表面上开设有多个短槽(图中未示出)，且在短槽内开设有长孔，长槽828与短槽通过长孔连通。

压力传感器83包括电连接部832、弯折部834以及检测部836。其中，弯折部834位于电连接部832和检测部836之间，用于将电连接部832和检测部836连接。电连接部832嵌置在长槽828内，并与位于长槽828内的走线电连接。检测部836嵌置在短槽829内，弯折部834穿设在长孔内，以将位于上底板82两侧的电连接部832和检测部836连接。

中部缓冲垫84位于上底板82和下底板86之间，通过粘合剂粘接在上底板82上。该中部缓冲垫84为软质弹性材料，弹力系数低，在压缩过程中对上底板82和下底板86产生反作用力小，主要用于吸收震动。

下底板86靠近上表面的一侧设置有支撑柱862，且开设有贯穿足部下底板86的第六通孔864。滑动定位轴螺帽87穿设伸出第六通孔864和中部缓冲垫84，与上底板82固定连接。压力弹簧85穿设在滑动定位轴螺帽87上。在无压力状态下，压力弹簧85的长度与中部缓冲垫84的厚度相等，故而压力传感器83检测不到足底压力，输出的压力数据为零。当上底板82上具有压力时，上底板82下压，从而使得中部缓冲垫84和压力弹簧85产生压缩，支撑柱862与检测部836接触，绝大部分足底压力通过支撑柱862传递到压力传感器83，进而使压力传感器83检测到足底压力，输出压力数据。

其中，第六通孔864的直径略大于滑动定位轴螺帽87的外径，从而保证滑动定位轴螺帽87的安装方便，不会在上底板82下压过程中与下底板86产生干涉。

下底板防滑垫88设置在下底板86远离中部缓冲垫84的一侧，通过粘合剂粘接在下底板86上，用于保护下底板86，防止下底板86磨损。下底板防滑垫88可以选用耐磨损性能较强的材料制成。当然，还可以选用摩擦系数大的材料制成，以增大摩擦力，防止摔倒。

其中，如图13所示，外骨骼机器人100还包括小腿绑带组件90。小腿绑带组件90包括小腿绑带骨架连接板91、小腿绑带支架92、小腿绑带骨架93和小腿绑带94。其中，小腿绑带支架92在两端分别加工有用于与小腿绑带骨架连接板91相连的环槽922和用于与小腿伸缩连接组件相连的第七通孔924。小腿绑带骨架连接板91将小腿绑带支架92固定在小腿绑带骨架93上，并保证小腿绑带支架92的一个旋转自由度。而小腿绑带94固定在小腿绑带骨架93上。

如图6所示，外骨骼机器人100还包括大腿绑带95，大腿绑带95固定在大腿伸缩连接组件52上。

综上所述，本领域技术人员容易理解，本发明提供的外骨骼机器人100采用具有不同预设圆心角的关节限位组件10的通用关节模组20和腿部伸缩连接组件50，实现了外骨骼机器人100的模块化设计，进而简化了外骨骼机器人100的结构，使得制作装配更加便捷。

以上仅为本发明的实施方式，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种腿部伸缩连接组件，其特征在于，包括：第一连接件和第二连接件，所述第一连接件和所述第二连接件均部分设置为中空，所述第一连接件与所述第二连接件套接；

所述第一连接件的侧壁上开设有第一定位孔和第一走线孔，所述第二连接件的侧壁上开设有第二定位孔和第二走线孔；

所述第一定位孔与所述第二定位孔中至少一者的数量为多个，以使所述第一连接件和所述第二连接件的相对位置可调；所述第一走线孔和所述第二走线孔用于走线。

2.根据权利要求1所述的腿部伸缩连接组件，其特征在于，所述第一连接件上开设有贯穿所述第一连接件的侧壁的切槽，所述切槽用于在所述第二连接件插入所述第一连接件中后通过锁紧件将所述切槽锁紧，以增强所述第一连接件与所述第二连接件的连接强度。

3.根据权利要求2所述的腿部伸缩连接组件，其特征在于，所述第一连接件靠近所述第二连接件的端部凸出设置有凸起部，且在所述凸起部上开设有所述切槽，所述凸起部上还开设有连接孔。

4.根据权利要求1所述的腿部伸缩连接组件，其特征在于，所述第一连接件和所述第二连接件相互背离的一端分别设置有第一外接部和第二外接部，所述第一外接部和所述第二外接部均用于将所述腿部伸缩连接组件与外部元件连接。

5.根据权利要求4所述的腿部伸缩连接组件，其特征在于，所述第一外接部和所述第二外接部上还开设有安装孔。

6.根据权利要求4所述的腿部伸缩连接组件，其特征在于，所述第一连接件在垂直于所述第一连接件和所述第二连接件的套接方向上的横截面为矩形，第二连接件在垂直于所述第一连接件和所述第二连接件的套接方向上的横截面为圆形；所述第一外接部和所述第二外接部在平行于所述第一连接件和所述第二连接件的套接方向上的截面形状为燕尾形、矩形、三角形或梯形。

7.根据权利要求5所述的腿部伸缩连接组件，其特征在于，所述第一外接部和所述第二外接部所在的平面相互平行。

8.根据权利要求1所述的腿部伸缩连接组件，其特征在于，所述第一连接件的外侧壁上还开设有多个固定孔。

9.根据权利要求1所述的腿部伸缩连接组件，其特征在于，所述第一定位孔为沉头孔。

10.一种外骨骼机器人，其特征在于，包括如权利要求1-9任一项所述的腿部伸缩连接组件和通用关节模组，所述腿部伸缩连接组件用于连接相邻所述通用关节模组。